超高分子量聚苯乙烯的合成方法技术

用多取代联苄类化合物为碳－碳键型引发剂，以本体法、本体溶液法、悬浮法和乳液法合成Ｍｗ在４０×１０↑［４］以上的超高分子量聚苯乙烯。大幅度提高了聚苯乙烯的冲击强度、弯曲强度和耐热度。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属化学工业生产领域中。超高分子量聚苯乙烯(重均分子量Mw为4×104以上)的合成是高分子化学和化工中对聚苯乙烯(PS)改性的重要发展方向之一。在本专利技术之前，有关超高分子量PS的合成方法，日本、苏联、美国等国家均有专利或论文报道。苏联Antipova，A.M.等〔1〕采用Ti-Al-Mg络合物为催化剂;日本Sumitimo Chemical Co.Ltd.〔2〕采用过氧化物和PhCH2NH2体系为引发剂;Mitsubishi Rayon Co.，Ltd〔3〕采用过氧化物和FeSO4氧化-还原体系，以及Kotani Teizo等〔4〕也采用过氧化物和胺体系引发苯乙烯聚合，用以合成窄分布的超高分子量聚苯乙烯。以上文献采用的引发体系都很复杂，在产物中引入较多杂质。除本专利技术外，至今还没有用多取代联苄类碳-碳键型引发剂引发苯乙烯制取超高分子量聚苯乙烯的文献报道。与专利技术处同一
的主要已有参考文献如下Antipova，A.M.;Morozova，T.K.;Gaponik，L.V.;Mordykin，V.P.Vysokomol.Soedin.，Ser.B 1986，28(3)，182-5.Sumitomo Chemical Co.，Ltd.Jpn.Kokai Tokkyo Koho JP 82，117，505(Cl.C08F4/40)，22 Jul 1982，Appl.81/3，661，12 Jan 1981.Mitsubishi Rayon Co.，Ltd.Jpn.Kokai Tokkyo Koho JP 82 47，703(Cl.C08F2/22)，10 Mar 1982，Appl.80/119，094，29 Aug 1980.Kotani，Teizo;Inoue，Takashi;Arai，Kozo Japan.Kokai 77 84，269(Cl.C084/40)，13 Jul 1977，Appl.76/297，01 Jan 1976.1L Hyun Park，Lewis Fetters，and Benjamin Chu Macromolecules 1988，21(4)，1178-80.Gao.Y.S.Macromolecules 1985，18(6)，1272-7.Plazek，D.J.Rheol.，8th 1980，2，493-8.现有合成普通聚苯乙烯的方法难以得到超高分子量聚苯乙烯。尽管负离子聚合法可以制得超高分子量聚苯乙烯，但由于要求低温和大量溶剂，故主要用于合成窄分子量分布的聚苯乙烯标样，不易实现工业化。本专利技术的目的是以低生产成本，合成具有优良使用性能的超高分子量聚苯乙烯。这些使用性能包括热性能、机械性能(冲击强度和弯曲强度)、透明性、电性能。本专利技术采用如(1)式所表示的多取代联苄类化合物为引发剂(称为碳-碳键型引发剂)，以本体法、本体溶液法、悬浮法或乳液法引发苯乙烯单体，进行自由基加成聚合反应，合成超高分子量聚苯乙烯。 R1＝RO，R，Cl，H(R＝烃基)R2＝CN，C6H5，CO2R(R＝烃基)R3＝CO2R，CONH2，CONHR，COR，OR，R(R＝烃基)(1)本体法在40～120℃的温度条件下，于惰性气体保护的容器中，以每100g苯乙烯加入0.05～2.0g多取代联苄类化合物为引发剂，如2，3-二氰基-2，3-二(P-甲氧基苯基)丁二酸二乙酯，聚合反应20～100小时，获得Mw为40×104～300×104，分散系数D为3.5～7.0，透光率89%，冲击强度为17.9～38.4J/m弯曲强度为86.8～110.5MPa，拉伸强度为43.1～63.3MPa的超高分子量聚苯乙烯。(2)本体溶液法在装有机械搅拌、隋性气体导管和温度计的容器内，以每100g苯乙烯加入0.05～2.0g多取代联苯类化合物为引发剂，如2，3-二氰基-2，3-二(P-甲氧基苯基)丁二酸二乙酯，及1～20g乙苯，保持反应温度在40～120℃，反应5～60小时，当转比率为40～70%时，脱去未反应的单体和乙苯，得无色透明聚苯乙烯，Mw为90×104～110×104，分散系数D为4～7。(3)悬浮法在100L反应釜中，依次加入水70～30kg，羟乙基纤维素0.01～1kg，NaPO4·10H2O 0.001～1kg，搅拌均匀后，再加入以每100g苯乙烯中溶有0.05～2.0g多取代联苄类化合物为引发剂，如2，3-二氰基-2，3二(P-甲氧基苯基)丁二酸二乙酯的溶液，在30～120℃反应5～80小时，经常规处理后，得透明珠状聚苯乙烯，Mw为50.6×104，D为3。(4)乳液法在一装有搅拌器、惰性气体保护的适当反应容器内，加入水100～300g，NaOH0.01～1g，十二烷基磺酸钠0.01～3g，加热至30～120℃后，再加入以每100g苯乙烯中溶有0.05～2.0g多取代联苄类化合物为引发剂，如2，3-二氰基-2，3-二(P-甲氧基苯基)丁二酸二乙酯的溶液，及0.5～10g聚乙二醇，保持反应温度30～120℃，聚合反应5～80小时。本专利技术所制得超高分子量聚苯乙烯，Mw为40×104～300×104，D为3～8。实测数据表明，与普通聚苯乙烯相比，耐热度、冲击强度和弯曲强度都有明显提高，且保持透明性，生产成本较低。本专利技术有一个实施例如下在装有机械搅拌、控温器的恒温装置中，加入适量水，加热使达到60℃，保持恒温。将0.1g 2，3-二氰基-2，3-二(P-甲氧基苯基)丁二酸二乙酯溶于100克苯乙烯(聚合级)中，分装于用惰性气体置换过的150ml封管内，密封后置于恒温装置内，并开始计时。恒温保持50小时后取出，待冷至室温，切开封管得无色透明聚苯乙烯，粉碎后测试热机械性能及电性能。提高均聚物分子量是聚合物改性的发展方向之一。本专利技术以多取代联苄类化合物为引发剂，用本体法、本体溶液法、悬浮法或乳液法引发苯乙烯均聚，都制得无色透明超高分子量聚苯乙烯，根据不同条件，Mw为40×104～300×104，D为3～8，已大幅度提高了PS的冲击强度和弯曲强度，耐热度和透光率也均有所提高，但几乎不增加生产成本。权利要求1.合成超高分子量聚苯乙烯的方法，其特征是采用多取代联苄类化合物为碳-碳型引发剂，以本体法、本体溶液法、乳液法和悬浮法合成超高分子量聚苯乙烯。2.一种由权利要求1所确定的合成超高分子量聚苯乙烯的方法，所说的本体法，其特征是在40～120℃的温度条件下，于惰性气体保护的容器中，以每100克苯乙烯中加入0.05～2.0g多取代联苄类化合物为引发剂，聚合反应20～100小时。3.一种由权利要求1所确定的合成超高分子量聚苯乙烯的方法，所说的本体溶液法，其特征是在一惰性气体保护的容器内，以每100克苯乙烯中加入0.05～2.0g多取代联苄类化合物为引发剂，及1～20g的乙苯，保持反应温度在40～120℃，反应5～60小时。4.一种由权利要求1所确定的合成超高分子量聚苯乙烯的方法，所说的悬浮法，其特征是在一适当的反应容器中，加入水70～30kg，羟乙基纤维素0.01～1kg，NaPO4·10H2O 0.001～1kg，搅拌均匀后，再加入以本文档来自技高网...

【技术保护点】
合成超高分子量聚苯乙烯的方法，其特征是：采用多取代联苄类化合物为碳－碳型引发剂，以本体法、本体溶液法、乳液法和悬浮法合成超高分子量聚苯乙烯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨弟伦，刘有成，齐陈泽，金，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]